很大一部分新一代的治疗药物是肽或蛋白质,一类除非用某种方法加以保护否则容易很快被机体分解的物质。因而迫切需要建立某种措施把这些分子运送到人体内它们的作用部位并且控制它们在那里的释放速度。

伴随着口服药物包裹方式的引入,第一个传递方法技术时代开始于20世纪50年代、70年代,皮肤传递药物方法的局部膏药的引入预示着又一个重要的新发现。今天,在药物传递技术上出现了一个大爆炸,从微输注泵到鼻腔喷剂,从单克隆抗体到独特的生物腐蚀性聚合物,尽管它们在形式上有很大的不同,但都强调一点:最大限度地延长药物有效成分在体内的存在时间。除了单克隆抗体是一种来自自身的成分,大多数新型的运送载体都是人工合成的。

聚合物

运送药物到达目的地的一种方式是把药物包入一个人工合成的生物腐蚀性的聚合物中。这里有个说明:许多生物腐蚀性聚合物的受腐蚀方式是相同的,根据聚合物先驱——罗伯特 · 兰格(Robert Langer)(麻省理工学院)的解释,这是由于聚合物基质渗透性的变化和药物的泵压作用。兰格和他的同事构建的聚合物从表面上开始被腐蚀,这样能维持聚合物基质的整体形状,因而药物可以以恒定的零级反应速度释放。

Nova药物公司(巴尔的摩)正运用兰格的聚酐类聚合物作为抗癌药物的载体。为医治脑癌,该公司把一种普通的化学治疗药物亚硝基脲氮芥合成进入一种慢降解的药丸内,把药丸直接植在肿瘤切除后的组织内,药物受控释放,在浓度上比传统的治疗高出许多倍。由于植入物要经过很长时间才能降解完,用额外的手术去除它们完全没有必要。

Nova公司对于聚合物的应用许可还包括其它潜在的应用能力,包括对其它类型癌症的化学治疗,对帕金森氏病、惊厥、先天性痴呆、烧伤的暂时人造皮肤等。

Nova公司同时还在探索其它的药物载体系统。最近,它获得了产品资源国际有限公司(纽约),该公司拥有两项独特的药物传递系统的专利。其一是Edible Whip技术,一种在一个适当的搅拌器内控制制药的方法,另一种是药片的配方,这种药片可咀嚼,快速液化,无白垩状。

另一家运用兰格的聚合物来控制治疗性蛋白质降解时间的公司是Enzytech(剑桥)。Enzytech的总经理马克 · 斯卡莱特斯凯认为,这一专利的应用范围是很广泛的,“它包含了任何一种传送分子量大于1000的聚合物。”斯卡莱特斯凯说生物腐蚀性聚合物可制成可注射的微球粒,这样药物就会在较长时间内缓慢溶解。他认为这种传递方式对于生长激素这类药物是很适宜的,因为这类药目前必须在几年内每星期注射3次。斯卡莱特斯凯说该公司还在探索非腐蚀性聚合物的用途,例如利用表皮生长因子处理过的绷带帮助伤口愈合。

渗透压与皮肤传递

Alza公司是第一家成功地用皮肤进行药物传递的,这种传送系统也就是现在普遍的治疗咽峡炎的含硝化甘油的膏药,治疗运动性疫病的莨菪胺育药。

针对口服药物,Alza公司已经研制出利用渗透压来控制药物释放的技术。这种技术本质上是一层聚合物膜包裹着一个含有药物的核心。水通过聚合物膜流入,使药物溶化,药物就从膜上一个或更多个由激光打出的洞中流出。虽然药的释放速度一部分是由溶解度决定的,但释放速度还可通过改变膜的成分、配方或厚度得到改变。

这一技术的一种变化形式是使用两个舱——一个装渗透剂,一个装药物。水进入渗透舱引起它的膨大,挤压含药物的舱。阿历克斯 · 扎弗隆尼会长认为,渗透性微泵对传送生长激素类物质给农场动物可能是一种很理想的方式。Alza公司同样在进行用来传递生物合成药物的生物腐蚀性聚合物的研究。这类亲水性复合物可制成多种密度,可从奶油样到硬棒样。聚合物被腐蚀的速度控制着药物的释放速度。

微海绵

虽然皮肤传送系统提供了一种非侵害性的药物传送方法,因原先这类药物一般是通过注射、输液或经常服用的。但这种方式也有一个缺点——皮肤的免疫反应。当通过皮肤传递有疗效成分时,达到的目的器官实际上是真皮。皮肤的毛细血管网把药物传到全身,但当药物通过皮肤渗入时会引起皮肤的发炎或过敏。

高级聚合物系统公司已研制出了微海绵作为替代。该公司声称它们已获得的可控释放传递系统的专利可进行修改以传递不同药剂,对触发(如压力或温度的改变)有反应。

APS的微海绵由直径从5到300微米的合成聚合物制成微球粒,根据最后的产品配方选择特异性单体。聚合物链可以是柔性的或硬性的,亲水的或疏水的。海绵核心的体积决定了可包含物质的量,核心的直径影响药物的释放速度。

R&D的APS副经理S. 纳赫特(Sergio Nacht)认为通过皮肤传送药物可提供良好治疗剂量的控制方法和简单的剂量配比,微球体太大,不能穿过表皮,因而在释放其内含物时仍停在皮肤表面。

还可以在微海绵上接上功能基因,使它们能识别不同类型的抗体。尽管APS仍在进行这一课题的研究,它已得到食物与药品管理局的支持利用微海绵技术进行梅毒诊断性测试的研究,

脂质体

虽然脂质体目前仍很难被送到目的组织上,但长久以来它一直被认为是一种药物载体,脂质体可以由单层或多层,天然的或人工合成的磷脂双分子层组成。许多科学家感到多层脂质体结构是一种控制药物释放时间的好构型,因为层与层之间的液体只有在每一层磷脂膜都降解后才能释放。

脂质体极易被网状内皮系统吸收,因为脂质体太大了不能穿过毛细管壁,经注射的脂质体累积在肝脏、脾脏中可达数天甚至几星期,它们还会在炎症部位累积。脂质体技术有限公司正在研制用于口服的传送药物的脂质体(治疗哮喘引起的支气管扩张),眼部治疗的脂质体(青光眼),通过注射的脂质体(治疗转移癌和全身真菌感染)。该公司还在进行对敏尔定脂质体配方的研究(为男性秃顶。)

在动物研究上,LTI的脂质体已包裹了盐酸阿霉素,降低了这一药物较强的毒性,但没有影响其抗肿瘤的活性。

另一家用脂质体作为药物载体并使其商品化的公司是脂质体公司。该公司的药物是人类临床上使用的抗癌药TLC-DOX99,临床前期研究表明被包裹药物的毒性比自由状态时要小。该公司与德克萨斯大学安德森医院医务部联合发展了TLC-PLAT23,化学治疗成分£亲脂性的白金化合物,临床前期研究表明该药的毒性比cisplatin明显减少,cisplatin是传统用于治疗肺癌、乳房癌、膀胱癌、头部和颈部肿瘤的药物。

在过去的、年中,临床上应用的脂质体包裹的药物数量猛增,这在很大程度上是由于更清楚地了解了技术上的局限,同时改进了操作技术并且提高了工艺。

另一家脂质体权威是加利福尼亚的维斯特公司。维斯特公司的科学家们已经为该公司的脂质制备品突破了保存期较短的障碍。维斯特公司已把临床上的道诺红菌素的配方研究列入计划。另外一些正在研究的产品包括治疗癌症和真菌感染的药剂以及外科手术后愈合的辅助药物。维斯特公司和Lypho Med有限公司联合进行尝试,选择了一些药物进行脂质体配方研究并开发市场,这些药物包括阿霉素的复合物的脂质体配方。这不是一种使药物定向的配方,而是把药物包裹后可减轻其毒性。

鼻腔喷剂

加利福尼亚的Biotechnology公司正在运用鼻腔来传递生物技术工艺的药物。Biotechnology公司的鼻腔渗透技术是在药物外包裹一层佐剂,使药物能渗透进入鼻腔膜的粘液。高级科学家琼 · 隆格尼科说,该公司的主要兴趣是传递不到20个氨基酸长的肽类药物。他指出鼻腔传递有几大优点:方便、激素类药物可以以机体固有的脉动方式传递。

发展展望

根据最新的纽约弗洛斯特(Frost)和沙利文(Swllivan)的分析看,仅美国而言,到1992年已纳入计划的药物传递市场将达到40亿美元,而其中心脏类药物占大多数。该报告指出新的配方会刺激停滞的市场,70年代含硝化甘油或钙通道阻遏物的皮肤粘贴剂的引入就是一个例证。仅1986年,硝化甘油的膏药就使市场由1000万美元上升到二亿一千二百万。

技术管理组对市场同样有极高的估计。整个世界在10年内由载体传递的药物将达1.7亿。TMG认为遗传工程所生产的蛋白类药物将占市场的三分之一,因为口腔或注射途径不能防止蛋白质的降解,许多公司现在都在相同的药物上进行竞争,如干扰素,药物传递手段的不同将区分不同的公司。Theta有限公司预计由载体传送的药物市场到1995年将达到3亿,其中生物可降解的聚合物类药占最大比例。

无论由载体传递的药物今后有多大市场,有一点是很清楚的,如果没有这些方法,易被机体降解的治疗药物会比应有的少得多。

[Biotechnology,1989年2月]